La gestione delle sovrastrutture aeroportuali

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1 La gestione delle sovrastrutture aeroportuali Alcuni elementi di riflessione

2 INDICE DELLA LEZIONE 1. La classificazione delle sovrastrutture aeroportuali 2. LCN Load Classification number 3. ACN PCN Pavement Classification number 4. I limiti di funzionalità delle sovrastrutture aeroportuali imposti dal regolamento ENAC 5. Analisi critica del regolamento 6. Ipotesi di lavoro per nuove specifiche nel settore dell analisi dello stato di efficienza delle sovrastrutture 7. APMS Airport Pavement Management System

3 SAPERE BENE DIMENSIONARE UNA SOVRASTRUTTURA SIGNIFICA SAPERE DIMENSIONARE GLI STRATI ED I MATERIALI CHE LA COMPONGONO IN MODO DA GARANTIRE PER TUTTA LA DURATA DELLA VITA UTILE CHE LA PIATTAFORMA ABBIA CARATTERISTICHE OTTIMALI PER IL IL MOTO DEL VEICOLO -- ADERENZA -- REGOLARITA

4 NON VI SONO BUONE O CATTIVE PAVIMENTAZIONI Tutte le pavimentazioni sia rigide che flessibili sono destinate ad ammalorarsi per effetto dell azione dei carichi che vi transitano

5 Gli effetti del movimento degli aeromobili sulla pavimentazione determinano, inevitabilmente e sempre: - La perdita della regolarità - La riduzione dei valori di aderenza;

6 ALLORA: Noi avremo progettato una buona pavimentazione quando il decadimento dei suoi parametri funzionali (regolarità ed aderenza) sarà avvenuto al termine del suo periodo di vita utile (durata della sovrastruttura).

7 ATTENZIONE A QUESTO CONCETTO Una stessa pavimentazione può avere un diverso dimensionamento in funzione alla vita utile che si stabilisce e, quindi, in funzione del piano manutentorio che avrò scelto.

8 Un buon progetto deve quindi: Garantire che il traffico previsto negli n anni di vita utile che ho fissato mi determini deformazioni plastiche nei limiti imposti dal mantenere una adeguata regolarità ed aderenza. La capacità di limitare le deformazioni sotto carico è misurata mediante la PORTANZA DELLA PAVIMENTAZIONE

9 SI DEFINISCE PORTANZA : QUEL VALORE DEL CARICO CHE MI DETERMINA UN PRESTABILITO CEDIMENTO PER FISSATE MODALITA DI PROVA. ATTENZIONE, QUINDI: La portanza non è una grandezza univoca perché dipende dal valore del cedimento che impongo per la misura e dalle modalità di prova.

10 IN CONCLUSIONE: LA SOVRASTRUTTURA DEVE GARANTIRE ADEGUATI VALORI DI REGOLARITA ED ADERENZA PER TUTTA LA DURATA DEL PERIODO DI VITA CHE HO FISSATO. A TAL FINE DEVO DIMENSIONARLA CON ADEGUATE CARATTERISTICHE DI PORTANZA.

11 La capacità di una sovrastruttura a sostenere il carico trasmesso dagli aeromobili era definita dall ICAO nell Annesso XIV attraverso il numero LCN (Load Classification Number). Ogni aeroporto doveva classificare le sue piste con il numero LCN.

12 La determinazione dell LCN avveniva mediante una misura di portanza seguendo il metodo HRB (prova di carico con piastra a cicli ripetuti) per le pavimentazioni flessibili e una prova di portanza a ciclo unico per le pavimentazioni rigide.

13 In particolare: Per le pavimentazioni flessibili si assume come valore del carico Q - caratterizzante la portanza - quello che dopo ripetizioni di carico mi determina un cedimento di 5 mm sulla pavimentazione, utilizzando una piastra di 45,7 cm di diametro,

14 Il carico Q, così determinato, insieme all area della piastra (45,7 cm di diametro) permette di tracciare la curva Q(A) definita dalla equazione: Q1 Q1 = A1 Q2 A2 A1

15 Il numero LCN è dato dalla intersezione con la curva standard espresso in libre e diviso 1.000

16 Carico equivalente su ruota singola E il carico, agente su una ruota fittizia che, a parità di pressione di gonfiaggio o di area di impronta, riproduce sulla pavimentazione identiche sollecitazioni ed effetti, provocati dalle ruote della gamba di forza. Carrello a ruote gemelle: Carrello a ruote multiple:

17 Il numero LCN dell aeromobile si ottiene tracciando la curva Q(A) adottando come coppia di valori di partenza il carico equivalente su ruota singola e l area di impronta

18 LE NORME ICAO STABILIVANO L AGIBILITA DELLA PISTA SOLTANTO PER GLI AEROMOBILI CHE AVEVANO LCN INFERIORE A QUELLO DICHIARATO PER LA PAVIMENTAZIONE

19 LA INCONGRUENZA DEL METODO LCN La classificazione della pavimentazione era ottenuta mediante una prova di portanza (prova di carico con piastra) per ripetizioni del carico, imponendo di fatto, un piano manutentorio indipendente dal traffico e dalla scelta della vita utile

20 LA INCONGRUENZA DEL METODO LCN Inoltre, come se non bastasse l Annesso XIV non dava alcuna precisa indicazione sui limiti da assegnare ai parametri funzionali della pavimentazione regolarità ed aderenza

21 IL NUOVO METODO PCN - ACN PCN (Pavement Classification Number) Numero che esprime la capacità portante della sovrastruttura (Stabilito dalle società di gestione degli Aeroporti) ACN (Aircraft Classification Number) Numero che esprime l effetto relativo di un dato aeromobile sulla sovrastruttura (Case costruttrici) ACN PCN

22 IL NUOVO METODO PCN - ACN Il PCN (Pavement Classification Number) E il doppio del carico equivalente su ruota singola dell aeromobile che viene ammesso alle operazioni al suolo. IL PCN viene stabilito attraverso: Metodo analitico Valutazione tecnica Valutazione basata sulla esperienza

23 L amministrazione dovrà, inoltre,fornire i seguenti elementi che caratterizzanti la pavimentazione: Tipo di pavimentazione R Rigida F Flessibile portanza del sottofondo A Elevata B Media C Bassa D - Scarsa Pressione di gonfiaggio W Elevata X Media Y Bassa Z - Scarsa Metodo di valutazione del PCN adottato T Tecnica U Diretta PCN = 75 / F / B / X / U

24 ACN (Aircraft Classification Number) L ACN è pari a due volte il Qes non riferito alla pavimentazione reale ma ad una pavimentazione standard ottenuta sulla base del valore di portanza del sottofondo e della pressione di gonfiaggio dichiarato con il PCN.

25 Il Metodo ACN PCN lascia libertà alla Amministrazione di scegliere la tipologia di aerei da accettare in termini di carico sulla propria pavimentazione in funzione del PIANO MANUTENTORIO CHE AVRA ADOTTATO.

26 IN ALTRI TERMINI: L amministrazione aeroportuale può dichiarare i valori di PCN programmando interventi di manutenzione nell ambito di un periodo di vita utile che si sarà prefigurato piu o meno lungo.

27 L ICAO ed oggi la normativa italiana ENAC impongono però: a) Limiti ben precisi alla regolarità b) Limiti ben precisi all aderenza

28 Il significato di tale nuova scelta rispetto all LCN diventa chiaro: L amministrazione aeroportuale si scelga la pavimentazione che vuole in funzione del suo PMS e, quindi, raggiunga i valori di portanza che ritiene necessari per il traffico previsto durante la vita utile ma garantisca Aderenza e Regolarità!

29 DIFFIDATE DA COLORO CHE DICHIARANO DI CALCOLARE IL NUMERO PCN ATTRAVERSO PROVE DI PORTANZA SENZA CHIARIRE CON L AMMINISTRAZIONE: a) QUALE E IL TRAFFICO PREVISTO b) QUALE E IL PROGRAMMA MANUTENTORIO ADOTTATO c) AVERE DEFINITO MODALITA DI PROVA d) CHIARITO LE IPOTESI DI DECADIMENTO FUNZIONALE

30 Il PCN determina, quindi, la esigenza di avere chiari i seguenti concetti: 1. la valutazione della portanza ci permette di comprendere come reagirà la pavimentazione all azione ripetuta dei carichi; 2. in funzione del valore della portanza e del traffico aereo è possibile prevedere la vita utile della pavimentazione; 3. In funzione della vita utile occorre realizzare il proprio piano manutentorio;

31 4.l amministrazione dovrà controllare periodicamente i parametri funzionali della pavimentazione (regolarità ed aderenza) per il rispetto delle norma 5.i risultati della regolarita e dell aderenza associati a quelli del traffico determinano lo studio di curve di decadimento che permettono di verificare le ipotesi del PMS

32 Le prescrizioni dell ICAO e del Regolamento ENAC Prima del 1983: l ICAO prevedeva per le sovrastrutture il rispetto di valori di PORTANZA mediante la misura del valore LCN Oggi sia l ICAO che il regolamento dell ENAC prevedono limiti severi sulla REGOLARITA e sui valori di ADERENZA. Il valore della portanza non deve essere dichiarato dall Amministrazione portuale perché strettamente connesso con il piano manutentorio.

33 I limiti sui valori di aderenza Nella circolare APT-10 del 2001, relativa alla rilevazione dei valori di aderenza delle piste di volo in presenza di acqua, e facendo riferimento all Annex 14 dell ICAO ed alla JAR OPS 1 Commercial Air Transportation, l ENAC definisce i criteri per la verifica delle reali condizioni di aderenza della pavimentazione in condizioni wet (bagnate) e individua metodologie, strumenti di misura e valori numerici per la valutazione del parametro di aderenza.

34 La tabella riporta i livelli minimi al di sotto dei quali le piste sono considerate sdrucciolevoli; il livello minimo è riferito ai diversi tipi di dispositivo utilizzato per le misurazioni ed ai relativi parametri di impiego quali velocità del mezzo, tipo e pressione del pneumatico di prova.

35 Aderenza ICAO (ANNESSO 14 ) Pista divisa in tre parti uguali (A, B e C) Velocità di prova 65 o 95 Km/h presenza di un sistema autobagnante

36 I limiti sui valori di regolarità Lo stesso Regolamento ENAC riguardo alla verifica della regolarità della sovrastruttura, stabilisce che: La pavimentazione non deve presentare irregolarità o caratteristiche che possano deteriorare le capacità di controllo direzionale dell aeromobile, la capacità frenante dei sistemi antislittamento o condizionare la corsa di un velivolo. Quindi la superficie di pista deve soddisfare oltre i requisiti di pendenza e quelli relativi al coefficiente d attrito anche le verifiche di regolarità superficiale del manto. In particolare il manto deve essere tale che posto un regolo di 3 m di lunghezza in qualsiasi punto del manto stesso, ed in ogni direzione, non si rilevino avallamenti o rialzi superiori a 3 mm. Fanno eccezione le zone di colmo di un profilo a schiena d asino o di un raccordo verso un canale di drenaggio.

37 Analisi critica del Regolamento ENAC Tale riferimento normativo determina: indeterminatezza nelle posizioni e nei metodi di misura; Indeterminatezza sulla periodicità delle misure; Indeterminatezza sulla ripetibilità delle misure; Impossibilità di ottenere le curve di decadimento dei parametri funzionali. Nasce, quindi, l esigenza di individuare linee guida per il rilevamento del parametro di regolarità, che abbiano carattere di univocità e di facile applicazione.

38 Ipotesi di lavoro per nuove specifiche nel settore dell analisi dello stato di efficienza delle sovrastrutture Come è noto, soltanto una porzione della pista risulta sollecitata dal carrello dell aeromobile (6 15 m in asse alla pista), mentre la rimanente area pavimentata viene occupata soltanto nei rari casi di errato allineamento o di svio. la misura periodica della regolarità della sovrastruttura, dovrebbe, per lo più, concentrarsi su tale striscia.

39 PROPOSTA di LAVORO : Effettuare misure periodiche di regolarità lungo linee longitudinali per tutta la lunghezza della pista distanti dall asse 3 e 6 m per ciascuno lato. A tali linee andrebbe aggiunta quella a 9 m per gli aeroporti che adottano come aereo critico quelli destinati alla lunga distanza. N.B. Le misurazioni devono però essere confrontabili e ripetibili.

40 Inoltre, per effettuare le misurazioni è preferibile (forse necessario!!!) utilizzare strumenti ad alto rendimento al fine di limitare l operatività delle infrastrutture aeroportuali. La cadenza temporale con cui effettuare le misurazioni dipende dal traffico aeroportuale.

41 Airport Pavement Management System

42 Struttura logica di un APMS

43 Struttura logica di un APMS Lo schema logico si compone quindi di un: data-base contenente le informazioni le pavimentazioni; metodi di indagine sullo stato (o condizione) delle pavimentazioni; sezionamento della pavimentazione; gestione della rete "scenari di budget"; Individuazione degli interventi immediati; liste delle priorità; criterio decisionale; procedure applicative. OBIETTIVI: poter analizzare strategie alternative identificando quella ottimale; basare il processo decisionale su procedure razionali che rispettino determinati vincoli opportunamente quantificati;

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